I. Descripción general de la bomba de enfriamiento de coque:

Con el rápido desarrollo de la industria, la escala de las empresas coquizadoras se ha ampliado gradualmente, y la tecnología del coque metalúrgico también sigue avanzando y actualizándose constantemente. La extinción del coque es un paso clave en la producción de coque. Aunque actualmente existe la extinción por método seco, su capacidad de tratamiento es limitada. Además, una parte considerable del coque aún requiere la tradicional extinción húmeda, siendo la extinción con agua residual amoniacal un método comúnmente utilizado. La bomba de extinción es el equipo principal e indispensable en el proceso de extinción húmeda, y la mayoría de las bombas de extinción empleadas en las plantas coquizadoras son Bomba de doble succión con apertura central 。

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El enfriamiento del coque con agua se utiliza para apagar el carbón caliente; aunque este método presenta numerosos inconvenientes, como el desperdicio de recursos hídricos y el hecho de que el vapor de agua contaminado con polvo de coque, al condensarse y caer, puede causar graves daños a los equipos y al cuerpo humano, además de no aprovechar plenamente la energía térmica del agua utilizada para apagar el coque, sigue siendo muy popular debido a su bajo costo y a lo sencillo de su instalación y uso. Por ello, el funcionamiento de la bomba de agua utilizada para enfriar el coque influye directamente tanto en la calidad del carbón como en la correcta ejecución de las operaciones de apagado.

En la práctica, las bombas no se dañan fácilmente, pero sí son propensas a sufrir fugas, lo que no solo genera un desperdicio de recursos hídricos, sino que también afecta en cierta medida las operaciones de apagado del coque y el contenido de humedad del propio coque. Cuando el agua de la bomba entra en la caja de rodamientos, puede causar daños en estos últimos, desgaste del soporte del rodamiento y fallos como el desgaste del eje de la bomba y la camisa del eje. Esto obliga a detener la producción para realizar las reparaciones, afectando así el funcionamiento normal de la producción continua y ocasionando importantes pérdidas en la rentabilidad empresarial; además, el volumen y los costos de mantenimiento también resultan muy elevados. Por tanto, prevenir las fugas en las bombas utilizadas para el apagado del coque es una prioridad absoluta.

2. Efecto de la amoníaco residual en el apagado del coque en la bomba:

El sistema de bombas de enfriamiento de coque está compuesto principalmente por la torre de enfriamiento de coque, las bombas de enfriamiento y sus tuberías. En ausencia del tratamiento biológico de aguas residuales de coquería, el agua utilizada para enfriar el coque proviene principalmente del amoníaco sobrante; sin embargo, el enfriamiento con amoníaco presenta numerosas desventajas, como que el vapor de agua que contiene partículas de coque puede causar grandes daños a los equipos mecánicos, además de representar un riesgo significativo para la salud humana.

El proceso de apagado del coque se realiza aproximadamente de la siguiente manera: cuando el carro de apagado entra en la torre de apagado, utiliza un sensor de infrarrojos para recibir una corriente eléctrica generada por las señales emitidas por los propios trozos de coque rojo. Esta corriente activa un circuito de disparo que pone en marcha la bomba de agua para apagar el coque, y un dispositivo electrónico de temporización controla precisamente el tiempo de apagado. Una vez apagado, el coque se descarga sobre la plataforma de enfriamiento, donde permanece de 30 a 40 minutos para permitir que se evapore la humedad y se enfríe. Si aún quedan algunos trozos de coque rojo parcialmente sin extinguir, se completa manualmente su apagado mediante el uso adicional de agua. Cuando no se cuenta con tratamiento bioquímico, la fuga de la bomba de apagado del coque se convierte en el problema más problemático; a continuación, realizaremos un análisis detallado sobre este problema de fugas en la bomba de apagado.

3. Múltiples factores causan la fuga de la bomba de enfriamiento del coque:

1. Composición del amoníaco residual

Debido a la baja eficiencia de eliminación de aceite en el sistema de separación por disolvente y desfenolización, el agua amoniacal residual sigue presentando un alto contenido de aceite incluso después del tratamiento. Al ingresar al sistema de desfenolización con disolvente, se produce rápidamente una emulsión del agente extractante (benzina pesada), lo que genera una gran carga en el regenerador, obligando a realizar descargas frecuentes de lodos y reduciendo así la eficiencia de desfenolización, además de aumentar significativamente el consumo del agente extractante. Por otra parte, debido al elevado contenido de aceite en el agua amoniacal residual resultante, esta no puede ser enviada directamente al sistema de lavado de amoníaco, debiendo pasar únicamente al tanque de aireación, lo cual afecta la capacidad de adsorción de los fangos activos y disminuye la eficiencia del proceso biológico de desfenolización. Asimismo, una parte de este agua amoniacal residual ingresa directamente al tratamiento bioquímico, requiriendo más de diez veces su volumen en agua para diluir adecuadamente el efluente antes de su vertido final. Esto implica, por un lado, un considerable consumo de agua de dilución, y por otro, un incremento significativo en el volumen de efluentes generados. Además, dado que el filtro por sedimentación gravitacional presenta una baja eficiencia de eliminación de aceite, apenas alrededor del 30%, el agua rica en amoníaco aún contiene aproximadamente 80 mg/l de alquitranes tras el tratamiento previo, lo que obliga a detener periódicamente la torre de destilación de amoníaco cada seis meses, aproximadamente, para desmontarla, realizar inspecciones y limpiezas profundas. Este proceso implica un alto grado de esfuerzo laboral y elevados costos de mantenimiento, lo que a su vez reduce la tasa de operación efectiva de la planta.

2. La necesidad de la gestión de procesos

En cuanto a la gestión, aún existen aspectos que no cumplen con las expectativas, y el trabajo de separación de aguas limpias y contaminadas aún no está completamente implementado. Además, todavía hay ciertas irregularidades en los procesos tecnológicos. La existencia de estos problemas ha provocado que el agua residual ingresada al sistema bioquímico alcance los 50 m³/h o más; además, el agua residual de destilación de amoníaco contiene aproximadamente 600 mg/l de amoníaco, lo que requiere ser diluida con una proporción de 1:3 de agua nueva antes de poder ingresar al sistema de tratamiento bioquímico, consumiendo así 150 m³/h de agua nueva por hora. Como resultado, el efluente tratado biológicamente presenta excedentes en amoniaco-nitrógeno y DQO. Teniendo en cuenta la situación real y tras un minucioso estudio, se ha decidido, bajo las condiciones actuales, lograr la eliminación cero de aguas residuales de fenol y cianuro mediante la implementación de mejoras tecnológicas en el proceso productivo y medidas destinadas a reducir los contaminantes.

El alquitrán y el amoníaco que salen del separador gas-líquido ingresan al tanque mecanizado de clarificación de alquitrán y amoníaco, donde, tras la separación por decantación, el amoníaco superior se envía al tanque de amoníaco en circulación, desde donde es transportado hacia la sección de coquización mediante bombas de amoníaco en circulación y bombas de amoníaco a alta presión, para su uso en el enfriamiento del gas de coquería crudo, la limpieza del colector de gases y el llenado sin humo del horno. El amoníaco sobrante, por otro lado, es enviado al proceso de sulfato de amonio mediante una bomba especial para amoníaco residual, donde se somete a destilación con vapor. El alquitrán separado se almacena temporalmente en un tanque intermedio de alquitrán; cuando alcanza un nivel determinado, se bombea hacia el tanque de alquitrán utilizando una bomba específica para este fin.

       3. Selección del material de relleno sellador

Cuando el relleno experimenta una deformación radial no uniforme bajo la acción de una fuerza axial, ocurre lo siguiente: el empaque entra en contacto localmente con la superficie del eje a lo largo de su circunferencia, y esta zona, al continuar la deformación del relleno, forma rápidamente un área de alto estrés de contacto con el eje. Esta región genera calor por fricción con el eje, alcanzando temperaturas potencialmente muy elevadas. Para evitar que la temperatura se eleve demasiado, solo queda reducir el estrés. Sin embargo, en este momento, la zona de menor presión podría permanecer aún sin contacto o mantener una condición de sellado no confiable, lo que resulta en que el efecto general de sellado del relleno termine siendo una situación de filtración.

Debido a las características mencionadas anteriormente del empaque, al sellar los equipos a menudo es necesario mantener una cierta cantidad de fugas; de lo contrario, el empaque podría sobrecalentarse. A través de un número determinado de aprietes en la tapa de presión, los haces de fibras del empaque se alinean gradualmente en la misma dirección, perdiendo así su capacidad de deformación y provocando la falla del sello. Además, debido a las características tejidas del material de relleno trenzado, la superficie resulta irregular, lo que impide un contacto plano y continuo a nivel microscópico con el eje, formándose desde el principio canales de fuga. Durante el proceso de extinción de coque también existen numerosas desventajas: por ejemplo, durante este proceso se genera gran cantidad de vapor, lo que incrementa la necesidad de agua de reposición, ocasionando un desperdicio de recursos hídricos; además, durante la extinción del coque se producen numerosos materiales volátiles que contaminan el medio ambiente y pueden representar riesgos para la salud humana.

4. Recomendaciones para la selección de bombas de enfriamiento de coque:

Mediante la observación e investigación de la bomba de enfriamiento con amoníaco, se identificó la causa de las fugas en dicha bomba. El enfriamiento con amoníaco no solo provoca una severa corrosión en el carro enfriador, elevando significativamente los costos de mantenimiento de este vehículo, sino que también genera una grave corrosión en la propia bomba de enfriamiento, lo que lleva a frecuentes problemas de filtración y a su incapacidad para operar correctamente. Durante el proceso de enfriamiento del coque existen numerosos inconvenientes. Para abordar estos problemas, realizamos específicamente un análisis y una exploración detallados. A través de esta evaluación, descubrimos que, si queremos reducir o eliminar las fugas en la bomba de enfriamiento con amoníaco, debemos mejorar la estanqueidad del relleno y optimizar la forma del diseño estructural de la bomba. De este modo, podremos resolver eficazmente el problema. Independientemente del método utilizado, es fundamental que el relleno forme una superficie de contacto continua, lisa y uniforme con la superficie del eje; solo así será posible lograr un excelente sellado.

Por lo tanto, la selección de la bomba de enfriamiento de coque debe enfocarse primero en su estanqueidad; en el mercado, la mayoría utiliza bombas de doble succión, pero su sellado no es muy confiable, mientras que la bomba de Zhonglian Pump Industry Bomba multietapa de autoequilibrio Producto: Bomba de enfriamiento de coque multifásica autoequilibrada resistente a la corrosión tipo DF(P). Según las características de la bomba de enfriamiento de coque, utiliza tecnología de sello mecánico y doble sellado: el extremo delantero cuenta con un sello laberíntico, mientras que el extremo trasero emplea un sello magnético. Este diseño seguro de sellado del cuerpo de la bomba garantiza una confiabilidad excepcional del sello mecánico. Además, durante el arranque y parada de la bomba, las piezas del rotor no experimentan desplazamiento axial, evitando así pulsaciones axiales durante el funcionamiento. De este modo, se supera el persistente problema de la baja fiabilidad del sello mecánico y las fugas que han afectado tradicionalmente a las bombas de enfriamiento de coque.

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Los problemas que surgen durante el proceso de enfriamiento del coque pueden solucionarse mediante la tecnología de enfriamiento con baja humedad, la cual utiliza boquillas atomizadoras de gran flujo y mayor diámetro, importadas, en lugar de las antiguas tuberías de rociado por salpicadura, mejorando así el efecto de atomización y la uniformidad del esparcimiento, lo que permite reducir el tiempo de enfriamiento, disminuir la humedad y minimizar la cantidad de coque rojo. Además, este método de enfriamiento es sencillo, requiere poca inversión y es fácil de adaptar.

5. Situación y efectos de la renovación de la bomba de enfriamiento de coque

Mediante la reforma y el análisis de la bomba de enfriamiento del coque, se ha resuelto el problema de las fugas en dicha bomba. Esto no solo permite aumentar la producción de coque, sino que también reduce significativamente los costos de producción, mejora la eficiencia del trabajo y ahorra gran parte del esfuerzo y los recursos materiales. Además, se ha logrado una notable mejora en el entorno laboral, lo que ha incrementado considerablemente los beneficios.